Analysis Beispiele

Finde die lokalen Maxima und Minima f(x)=8x^8(5-x)^7
Schritt 1
Ermittle die erste Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.4
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.4.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.4.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.4.3
Addiere und .
Schritt 1.4.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.4.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.4.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.4.9
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.5
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.5.4
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.5.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.5.4.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2
Ermittle die zweite Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Differenziere unter Anwendung der Faktorregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.1.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.1.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.3
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.5
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.3.6
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.6.1
Addiere und .
Schritt 2.3.6.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.4
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.5
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.5.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.6
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.6.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.6.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.6.3
Addiere und .
Schritt 2.6.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.6.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.6.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.6.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.6.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.6.9
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 4.1.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 4.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 4.1.4
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.4.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.4.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.4.3
Addiere und .
Schritt 4.1.4.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.4.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.4.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.4.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.4.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.4.9
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 4.1.5
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.5.4
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.5.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.5.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.5.4.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Setze die erste Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 5.3
Setze gleich und löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.3.1
Setze gleich .
Schritt 5.3.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.3.2.1
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 5.3.2.2
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.3.2.2.1
Schreibe als um.
Schritt 5.3.2.2.2
Ziehe Terme von unter der Wurzel heraus unter der Annahme reeller Zahlen.
Schritt 5.4
Setze gleich und löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.4.1
Setze gleich .
Schritt 5.4.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.4.2.1
Setze gleich .
Schritt 5.4.2.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.4.2.2.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 5.4.2.2.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.4.2.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.4.2.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.4.2.2.2.2.1
Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.
Schritt 5.4.2.2.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 5.4.2.2.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.4.2.2.2.3.1
Dividiere durch .
Schritt 5.5
Setze gleich und löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.1
Setze gleich .
Schritt 5.5.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.1.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.1.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.5.2.1.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5.2.1.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5.2.1.2
Subtrahiere von .
Schritt 5.5.2.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 5.5.2.3
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.3.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.5.2.3.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.3.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.2.3.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 5.5.2.3.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.3.3.1
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.3.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.2.3.3.1.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.3.3.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.2.3.3.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.2.3.3.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.6
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 6
Ermittle die Werte, wo die Ableitung nicht definiert ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1
Der Definitionsbereich umfasst alle reellen Zahlen, ausgenommen jene, für die der Ausdruck nicht definiert ist. In diesem Fall gibt es keine reellen Zahlen, für die der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 7
Kritische Punkte zum auswerten.
Schritt 8
Berechne die zweite Ableitung an der Stelle . Wenn die zweite Ableitung positiv ist, dann ist dies ein lokales Minimum. Wenn sie negativ ist, dann ist dies ein lokales Maximum.
Schritt 9
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 9.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 9.1.4
Potenziere mit .
Schritt 9.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.7
Addiere und .
Schritt 9.1.8
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1.8.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 9.1.8.2
Subtrahiere von .
Schritt 9.1.8.3
Potenziere mit .
Schritt 9.1.8.4
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1.8.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.8.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.8.5
Subtrahiere von .
Schritt 9.1.8.6
Potenziere mit .
Schritt 9.1.8.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.8.8
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 9.1.8.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.9
Addiere und .
Schritt 9.1.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.1
Addiere und .
Schritt 9.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10
Da es mindestens einen Punkt mit oder eine nicht definierte zweite Ableitung gibt, wende den ersten Ableitungstest an.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.1
Teile in separate Intervalle um die -Werte herum auf, die die erste Ableitung zu oder nicht definiert machen.
Schritt 10.2
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.2.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 10.2.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.2.2.1
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.2.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 10.2.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.1.4
Addiere und .
Schritt 10.2.2.1.5
Potenziere mit .
Schritt 10.2.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.2
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.2.2.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.2.3
Addiere und .
Schritt 10.2.2.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.3
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.2.2.3.1
Addiere und .
Schritt 10.2.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 10.3
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 10.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.3.2.1
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.3.2.1.1
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 10.3.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.2.1.4
Subtrahiere von .
Schritt 10.3.2.1.5
Potenziere mit .
Schritt 10.3.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.2.2
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.3.2.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.2.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 10.3.2.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.2.3
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.3.2.3.1
Addiere und .
Schritt 10.3.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 10.4
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.4.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 10.4.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.4.2.1
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.4.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 10.4.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.4.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.4.2.1.4
Subtrahiere von .
Schritt 10.4.2.1.5
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 10.4.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.4.2.2
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.4.2.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.4.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.4.2.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 10.4.2.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.4.2.3
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.4.2.3.1
Addiere und .
Schritt 10.4.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.4.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 10.5
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.5.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 10.5.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.5.2.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.5.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.5.2.1.1.1
Potenziere mit .
Schritt 10.5.2.1.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 10.5.2.1.2
Addiere und .
Schritt 10.5.2.2
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.5.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 10.5.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.5.2.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 10.5.2.2.4
Potenziere mit .
Schritt 10.5.2.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.5.2.3
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.5.2.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.5.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.5.2.3.3
Subtrahiere von .
Schritt 10.5.2.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.5.2.4
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.5.2.4.1
Subtrahiere von .
Schritt 10.5.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.5.2.5
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 10.6
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von negativ zu positiv gewechselt hat, ist ein lokales Minimum.
ist ein lokales Minimum
Schritt 10.7
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von positiv zu negativ gewechselt hat, ist ein lokales Maximum.
ist ein lokales Maximum
Schritt 10.8
Da die erste Ableitung das Vorzeichen um nicht gewechselt hat, ist dies kein lokales Maximum oder Minimum.
Kein lokales Maximum oder Minimum
Schritt 10.9
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
Schritt 11